專利名稱：一種污泥水熱干化處理裝置及其漿化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污泥水熱干化處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種污泥水熱干化處理裝置及其漿化反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
伴隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們對環(huán)境的日益關(guān)注，污水處理量高速增加，導(dǎo)致了污泥產(chǎn)量的迅速擴(kuò)大。目前，我國每年排放干污泥約為500萬噸，而且數(shù)量還在不斷地增加。如果污泥處理不當(dāng)會造成嚴(yán)重的二次污染，而污泥處理的投資和運(yùn)行費用巨大，占整個污水廠投資及運(yùn)行費用的25% 65%，已成為城市污水處理廠面臨的沉重負(fù)擔(dān)。因此， 如何經(jīng)濟(jì)、高效處置剩余污泥，實現(xiàn)污泥穩(wěn)定化、無害化、資源化是當(dāng)今急需解決的重要課題。污泥中含有大量的微生物細(xì)胞和有機(jī)物膠體，導(dǎo)致了污泥脫水困難，通常脫水泥餅含水率高達(dá)80%左右。污泥處置的手段主要包括堆肥、填埋和焚燒。污泥用于堆肥物料時，通常需要添加調(diào)理劑降低含水至50 60%，需要添加的調(diào)理劑總量約為污泥的60%，如污泥堆肥產(chǎn)品的銷路不好，污泥量不但沒有減少反而增加。國內(nèi)個別城市用垃圾衛(wèi)生填埋場接納污泥，由于污泥含水率高，容易造成填埋作業(yè)困難、滲濾液水質(zhì)惡化和填埋堆體不穩(wěn)定，因此，實際上，目前國內(nèi)大部分垃圾衛(wèi)生填埋場拒絕污泥進(jìn)場。焚燒是實現(xiàn)污泥減量化的有效手段，通常要求焚燒物料的熱值大于1200千卡/千克，根據(jù)市政污泥的平均泥質(zhì)水平，只有含水率小于50%時才能滿足這一要求。因此填埋、 堆肥和焚燒都不宜直接處理含水率80 %的脫水泥餅，為滿足處置標(biāo)準(zhǔn)和工藝需要，含水率至少要降低到60%以下。如何高效低耗地將污泥含水率由80%降低到60%，成為保障污泥有效處置的技術(shù)關(guān)鍵。這通常采用干化方式。但是污泥干化需要消耗大量的能源，如采用蒸汽干化，一噸污泥需要消耗0. 8-1噸的蒸汽，運(yùn)行成本極高。污泥脫水困難是由于污泥中的水受到多種作用力的束縛，對此，人們做了大量的相關(guān)研究。水熱干化技術(shù)是近年來發(fā)展迅速的一種處理方法，通過將污泥加熱，在一定溫度和壓力下使污泥中的粘性有機(jī)物水解，破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu)，可以同時改善脫水性能和厭氧消化性能。隨水熱反應(yīng)溫度和壓力的增加，顆粒碰撞幾率增大，顆粒間的碰撞導(dǎo)致了膠體結(jié)構(gòu)的破壞，使束縛水和固體顆粒分離。另外，加熱使污泥中的蛋白質(zhì)分解，細(xì)胞發(fā)生破裂， 胞內(nèi)的水分被釋放。經(jīng)過水熱處理的污泥在不添加絮凝劑的情況下，機(jī)械脫水可使含水率大幅度降低到50%以下，大大提高了污泥的脫水性能，及污泥處置技術(shù)向低成本、可持續(xù)方向發(fā)展的可能性。但是現(xiàn)有的污泥水熱干化處理裝置存在著反應(yīng)效果較差、物料連續(xù)性較差的問題，因此污泥水熱干化的效率還是很低
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種污泥水熱干化處理裝置及其漿化反應(yīng)器，能夠連續(xù)地對污泥進(jìn)行水熱干化處理，提高了水熱干化效率。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為本發(fā)明提供了一種污泥水熱干化處理裝置，包括順序連接的均質(zhì)反應(yīng)器、漿化反應(yīng)器、水熱反應(yīng)器和閃蒸反應(yīng)器；所述均質(zhì)反應(yīng)器包括第一反應(yīng)器罐體和伸入至第一反應(yīng)器罐體內(nèi)的第一攪拌器， 自第一反應(yīng)器罐體底部的第一物料入口輸入至第一反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料經(jīng)第一攪拌器切碎并攪拌均勻后、自第一反應(yīng)器罐體上部的第一物料出口輸出至漿化反應(yīng)器；所述漿化反應(yīng)器包括第二反應(yīng)器罐體、伸入至第二反應(yīng)器罐體內(nèi)的第二攪拌器、 以及可向第二反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的第一蒸汽管，自第二反應(yīng)器罐體上部的第二物料入口輸入至第二反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料由第一蒸汽管通入的蒸汽均勻預(yù)熱，并通過第二攪拌器攪拌均勻后、自第二反應(yīng)器罐體下部的第二物料出口輸出至水熱反應(yīng)器；所述水熱反應(yīng)器包括第三反應(yīng)器罐體、伸入至第三反應(yīng)器罐體內(nèi)的第三攪拌器、 以及可向第三反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的第二蒸汽管，自第三反應(yīng)器罐體上部的第三物料入口輸入至第三反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料由第二蒸汽管通入的蒸汽均勻加熱加壓、發(fā)生水熱反應(yīng)，并通過第三攪拌器攪拌均勻后、自第三反應(yīng)器罐體下部的第三物料出口輸出至閃蒸反應(yīng)器；所述閃蒸反應(yīng)器包括第四反應(yīng)器罐體、以及與第四反應(yīng)器罐體連通的蒸汽回收管，第四反應(yīng)器罐體儲存物料，并將該物料內(nèi)的蒸汽通過蒸汽回收管回流至漿化反應(yīng)器和/ 或水熱反應(yīng)器，第四反應(yīng)器罐體的上部具有第四物料入口，下部具有第四物料出口。優(yōu)選地，所述第二反應(yīng)器罐體的第二物料入口設(shè)置于第一反應(yīng)器罐體的側(cè)壁的上部，所述第二物料入口鄰近所述第二反應(yīng)器罐體的頂部，第二物料出口設(shè)置于第二反應(yīng)器罐體的底部，所述第二物料出口與第三反應(yīng)器罐體的入口連通，所述第二反應(yīng)器罐體架設(shè)在支撐裙座上，所述第二攪拌器伸入至反應(yīng)器罐體內(nèi)部攪拌反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料，所述第一蒸汽管設(shè)置于所述第二反應(yīng)器罐體內(nèi)。優(yōu)選地，所述第二反應(yīng)器罐體的底部通過封頭密封，所述第二物料出口設(shè)置于所述封頭上。優(yōu)選地，所述第一蒸汽管為環(huán)形管，其貼合所述第二反應(yīng)器罐體的內(nèi)壁設(shè)置，所述第一蒸汽管表面具有多個用于向第二反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的氣孔。優(yōu)選地，所述多個氣孔沿所述第一蒸汽管的底部等間隔設(shè)置。優(yōu)選地，所述第一蒸汽管的底部具有兩排氣孔，每排氣孔與所述第一蒸汽管底部的中心之間的角度差為30°。優(yōu)選地，所述第二攪拌器包括電機(jī)和由該電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的攪拌槳葉，所述攪拌槳葉包括攪拌錨框和位于所述攪拌底框上方的多個攪拌框。優(yōu)選地，所述攪拌底框的外緣與所述封頭的內(nèi)表面對應(yīng)。本發(fā)明還提供了一種污泥水熱干化處理裝置的漿化反應(yīng)器，所述污泥水熱干化處理裝置包括順序連接的均質(zhì)反應(yīng)器、漿化反應(yīng)器、水熱反應(yīng)器和閃蒸反應(yīng)器，所述漿化反應(yīng)器包括反應(yīng)器罐體、攪拌器和用于向所述反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的蒸汽管，所述反應(yīng)器罐體的物料入口設(shè)置于反應(yīng)器罐體的側(cè)壁的上部，物料出口設(shè)置于反應(yīng)器罐體的底部，所述物料出口與所述污泥水熱干化處理裝置的水熱反應(yīng)器的物料入口連通，所述反應(yīng)器罐體架設(shè)在支撐裙座上，所述攪拌器伸入至反應(yīng)器罐體內(nèi)部攪拌反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料，所述蒸汽管設(shè)置于所述反應(yīng)器罐體內(nèi)。優(yōu)選地，所述反應(yīng)器罐體的底部通過封頭密封，所述物料出口設(shè)置于所述封頭上。優(yōu)選地，所述蒸汽管為環(huán)形管，其貼合所述反應(yīng)器罐體的內(nèi)壁設(shè)置，所述蒸汽管表面具有多個用于向反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的氣孔。優(yōu)選地，所述多個氣孔沿所述蒸汽管的底部等間隔設(shè)置。優(yōu)選地，所述蒸汽管的底部具有兩排氣孔，每排氣孔與所述蒸汽管底部的中心之間的角度差為30°。優(yōu)選地，所述攪拌器包括電機(jī)和由該電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的攪拌槳葉，所述攪拌槳葉包括攪拌錨框和位于所述攪拌底框上方的多個攪拌框。優(yōu)選地，所述攪拌錨框伸入至所述封頭內(nèi)，其外緣與所述封頭的內(nèi)表面對應(yīng)。本發(fā)明的污泥水熱干化處理裝置針對現(xiàn)有的污泥處理裝置反應(yīng)效果差、物料連續(xù)性較差的問題，基于污泥水熱干化處理技術(shù)，通過對污泥進(jìn)行粉碎、加熱，在一定溫度和壓力下，將污泥中的粘性有機(jī)物水解，破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu)，促使束縛水和固體顆粒分離。另外，由于本發(fā)明的污泥水熱干化處理裝置的四個反應(yīng)器之間處理過程連貫，反應(yīng)器進(jìn)出料無停留，因此能夠使污泥的水熱干化處理過程處于連續(xù)運(yùn)行的狀態(tài)。本發(fā)明提供的用于污泥水熱干化處理裝置的漿化反應(yīng)器通過向反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽，在反應(yīng)器罐體內(nèi)形成一定的溫度和壓力，并通過攪拌器使物料快速均勻地進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，從而實現(xiàn)對物料的預(yù)熱工作。不僅能夠節(jié)省物料進(jìn)行水熱反應(yīng)的時間，而且使反應(yīng)器的進(jìn)出料無停留，從而保證污泥的水熱干化處理過程處于連續(xù)運(yùn)行的狀態(tài)。


圖1是本發(fā)明的污泥水熱干化處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的污泥水熱干化處理裝置的漿化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的污泥水熱干化處理裝置的漿化反應(yīng)器的蒸汽管的截面圖；圖4是本發(fā)明的污泥水熱干化處理裝置的漿化反應(yīng)器的攪拌器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種污泥水熱干化處理裝置及其漿化反應(yīng)器，能夠連續(xù)地對污泥進(jìn)行水熱干化處理，提高了水熱干化效率。圖1是本發(fā)明的污泥水熱干化處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的污泥水熱干化處理裝置包括順序連接的均質(zhì)反應(yīng)器101、漿化反應(yīng)器102、水熱反應(yīng)器103和閃蒸反應(yīng)器104。其中，均質(zhì)反應(yīng)器101包括第一反應(yīng)器罐體和伸入至第一反應(yīng)器罐體內(nèi)的第一攪拌器。均質(zhì)反應(yīng)器101的第一物料入口 111設(shè)置在第一反應(yīng)器罐體的底部，第一物料出口112設(shè)置在第一反應(yīng)器罐體的側(cè)壁的上部。污泥物料通過高壓泵，自第一物料入口 111輸入至第一反應(yīng)器罐體內(nèi)，經(jīng)第一攪拌器切碎并攪拌均勻后，由第一物料出口 112輸出至漿化反應(yīng)器102。漿化反應(yīng)器102包括第二反應(yīng)器罐體、伸入至第二反應(yīng)器罐體內(nèi)的第二攪拌器、 以及可向第二反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的第一蒸汽管213。漿化反應(yīng)器102的第二物料入口 211設(shè)置在第二反應(yīng)器罐體的側(cè)壁的上部，第二物料出口 212設(shè)置在第二反應(yīng)器罐體下封頭的底部。自均質(zhì)反應(yīng)器101輸出的污泥物料自第二物料入口 211輸入至第二反應(yīng)器罐體內(nèi)，并由第一蒸汽管213通入的蒸汽均勻預(yù)熱，經(jīng)第二攪拌器攪拌均勻后，自第二物料出口 212輸出至水熱反應(yīng)器103。水熱反應(yīng)器103包括第三反應(yīng)器罐體、伸入至第三反應(yīng)器罐體內(nèi)的第三攪拌器、 以及可向第三反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的第二蒸汽管313。水熱反應(yīng)器103的第三物料入口 311設(shè)置在第三反應(yīng)器罐體的側(cè)壁的上部，第三物料出口 312設(shè)置在第三反應(yīng)器罐體下封頭的底部。自水熱反應(yīng)器103輸出的污泥物料自第三物料入口 311輸入至第三反應(yīng)器罐體內(nèi)、并由第二蒸汽管313通入的蒸汽均勻加熱加壓，在該溫度和壓力下，在第三反應(yīng)器罐體內(nèi)發(fā)生水熱反應(yīng)，并通過第三攪拌器攪拌均勻后、自第三物料出口 312輸出至閃蒸反應(yīng)器 104。閃蒸反應(yīng)器104包括第四反應(yīng)器罐體、以及與第四反應(yīng)器罐體連通的蒸汽回收管。閃蒸反應(yīng)器104的第四物料入口 411設(shè)置在第四反應(yīng)器罐體的側(cè)壁的上部，第四物料出口 412設(shè)置在第四反應(yīng)器罐體下封頭的底部。第四反應(yīng)器罐體用于儲存物料，并將該物料內(nèi)殘留的蒸汽通過蒸汽回收管413回流至漿化反應(yīng)器102和/或水熱反應(yīng)器103。本發(fā)明的污泥水熱干化處理裝置是利用水熱干化處理原理，對污泥進(jìn)行深度脫水。在一定的溫度和壓力下，污泥發(fā)生水熱反應(yīng)，其中的粘性有機(jī)物發(fā)生水解，從而破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu)，促使束縛水和固體顆粒分離。另外，加熱還會使污泥中的蛋白質(zhì)分解，細(xì)胞發(fā)生破裂，使胞內(nèi)的水分被釋放，進(jìn)行機(jī)械脫水即可使含水率大幅度降低，從而提高污泥的脫水性能。其中，均質(zhì)反應(yīng)器101是污泥水熱干化處理裝置的一級預(yù)處理設(shè)備，主要針對物料粘度大，膠狀半固態(tài)的特點進(jìn)行設(shè)計。其利用第一反應(yīng)器罐體內(nèi)的第一攪拌器高速切碎物料、并將切碎的物料攪拌均勻。通過將物料切碎，能夠降低污泥的顆粒尺寸和重量，從而促使束縛水和固體顆粒更容易分離。另外，通過降低污泥的顆粒尺寸，使得物料更容易攪拌均勻，使物料達(dá)到均質(zhì)的目的。另外，由于均質(zhì)反應(yīng)器101的第一物料入口設(shè)置于第一反應(yīng)器罐體的底部，第一物料出口設(shè)置于第一反應(yīng)器罐體的上部，能夠避免物料在均質(zhì)反應(yīng)器101內(nèi)發(fā)生堆積、從而形成攪拌盲區(qū)的問題，且有利于物料能夠堆滿第一反應(yīng)器罐體，保證進(jìn)出料無堆積停留， 使物料在污泥水熱干化處理裝置中保持連續(xù)運(yùn)行的狀態(tài)。漿化反應(yīng)器102是污泥水熱干化處理裝置的二級預(yù)處理設(shè)備，主要針對物料粘度大的特點進(jìn)行設(shè)計。其利用第二攪拌器對經(jīng)均質(zhì)后的物料進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，漿化反應(yīng)器102 具有能夠向第二反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的第一蒸汽管。通過向第二反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料通入蒸汽，能夠?qū)|(zhì)后的物料進(jìn)行預(yù)加熱，從而為污泥進(jìn)行水熱反應(yīng)做準(zhǔn)備，然后將進(jìn)行預(yù)加熱后的物料自第二物料出口輸出至水熱反應(yīng)器103。另外，漿化反應(yīng)器102可采用間歇進(jìn)出料的方式，以使物料的加熱和攪拌更加充分。進(jìn)一步地，漿化反應(yīng)器102可進(jìn)一步設(shè)置多個位于不同位置處的溫度監(jiān)控器，從而根據(jù)第二反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料溫度調(diào)整第一蒸汽管的通氣量，使物料能夠均勻地進(jìn)行預(yù)加熱、并充分?jǐn)嚢琛Ｍㄟ^設(shè)置漿化反應(yīng)器102對污泥物料進(jìn)行預(yù)加熱處理，將對污泥物料進(jìn)行加熱、加壓的過程分解為在漿化反應(yīng)器102和水熱反應(yīng)器103中分別進(jìn)行，能夠縮短污泥在水熱反應(yīng)器103內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的時間，并實現(xiàn)節(jié)省能源的目的。由于污泥物料在漿化反應(yīng)器和水熱反應(yīng)器中的停留時間均加以縮短，因此能夠保證物料處于連續(xù)運(yùn)行處理的狀態(tài)。水熱反應(yīng)器103是污泥水熱干化處理裝置的主要反應(yīng)設(shè)備，其具有能夠向第三反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的第二蒸汽管。通過向第三反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料通入蒸汽，使物料在一定的溫度和壓力下發(fā)生水熱反應(yīng)，將污泥加熱至細(xì)胞破裂，胞液溶出，從而釋放水分，實現(xiàn)脫水的目的。進(jìn)一步地，水熱反應(yīng)器103可進(jìn)一步設(shè)置多個位于不同位置處的溫度監(jiān)控器，從而根據(jù)第三反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料溫度調(diào)整第二蒸汽管的通氣量，使物料能夠均勻地進(jìn)行加熱、并充分?jǐn)嚢?。另外，水熱反?yīng)器103可采用間歇進(jìn)出料的方式，以使物料的水熱反應(yīng)更加充分。閃蒸反應(yīng)器104是污泥水熱干化處理裝置的儲存裝置，其用于儲存經(jīng)過水熱反應(yīng)的污泥物料。進(jìn)一步地，為了節(jié)省能源，閃蒸反應(yīng)器104的第四反應(yīng)器罐體內(nèi)進(jìn)一步設(shè)置蒸汽回收擋板，該蒸汽回收擋板設(shè)置于鄰近閃蒸反應(yīng)器104的第四物料入口處，輸入閃蒸反應(yīng)器104的物料在沖擊蒸汽回收擋板后，物料中殘余的蒸汽會被釋放。閃蒸反應(yīng)器104進(jìn)一步包括蒸汽回收管，該蒸汽回收管的一端與第四反應(yīng)器罐體連通，另一端可與漿化反應(yīng)器 102和/或水熱反應(yīng)器103連通，從而將回收的蒸汽加以循環(huán)利用，達(dá)到節(jié)約能源的目的。進(jìn)一步地，閃蒸反應(yīng)器104可進(jìn)一步設(shè)置多個位于不同位置處的溫度監(jiān)控器，當(dāng)物料達(dá)到出料溫度后，經(jīng)過脫水后的物料可自第四物料出口輸出。由于在一定溫度和壓力下能夠使污泥中的粘性有機(jī)物水解，破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu)，可以同時改善脫水性能和厭氧消化性能。且隨著水熱反應(yīng)溫度和壓力的增加，顆粒碰撞幾率增大，顆粒間的碰撞導(dǎo)致了膠體結(jié)構(gòu)的破壞，使束縛水和固體顆粒分離。另外，加熱使污泥中的蛋白質(zhì)分解，細(xì)胞發(fā)生破裂，胞內(nèi)的水分被釋放。因此通過使用本發(fā)明的污泥水熱干化處理裝置，經(jīng)過水熱處理的污泥在不添加絮凝劑的情況下，機(jī)械脫水可使含水率大幅度降低到50%以下，大大提高了污泥的脫水性能。且本發(fā)明的污泥水熱干化處理裝置的結(jié)構(gòu)簡單，并能夠?qū)崿F(xiàn)能源的循環(huán)利用，因此能夠大大降低污泥干化處理的成本。圖2是本發(fā)明的污泥水熱干化處理裝置的漿化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本發(fā)明的污泥水熱干化處理裝置的漿化反應(yīng)器102包括反應(yīng)器罐體201、攪拌器202和用于向反應(yīng)器罐體201內(nèi)通入蒸汽的蒸汽管203。反應(yīng)器罐體201的物料入口 204設(shè)置于反應(yīng)器罐體201的側(cè)壁的上部，物料出口 205設(shè)置于反應(yīng)器罐體201的底部，物料出口 205 與污泥水熱干化處理裝置的水熱反應(yīng)器的入口連通。攪拌器202伸入至反應(yīng)器罐體201內(nèi)部，以攪拌和切碎反應(yīng)器罐體201內(nèi)的物料。 攪拌器202可如圖2所示，自反應(yīng)器罐體201的頂部伸入至反應(yīng)器罐體201內(nèi)部，或者自位于反應(yīng)器罐體201的側(cè)壁上的人孔/安裝孔206伸入至反應(yīng)器罐體201內(nèi)。進(jìn)一步地，反應(yīng)器罐體201的底部采用封頭207密封以確保反應(yīng)器罐體201的密封質(zhì)量，則物料出口 205安裝于封頭207上。由于通入漿化反應(yīng)器的污泥物料已經(jīng)過均質(zhì)反應(yīng)器的切碎攪拌，因此其物料入口 204設(shè)置于反應(yīng)器罐體201的上部，而物料出口 205則設(shè)置于反應(yīng)器罐體201的底部。則物料通入漿化反應(yīng)器時直接可到達(dá)物料出口處進(jìn)行處理，而無需等待反應(yīng)器罐體201內(nèi)充滿污泥后再進(jìn)行處理，從而節(jié)省物料處理時間。優(yōu)選地，本發(fā)明的漿化反應(yīng)器采取間歇性出料的方式，以保證物料處理的連續(xù)性。由于漿化反應(yīng)器102是污泥水熱干化處理裝置的二級預(yù)處理設(shè)備，其需要對污泥物料進(jìn)行預(yù)熱的處理，因此在反應(yīng)器罐體201內(nèi)設(shè)置了蒸汽管203，其通過向反應(yīng)器罐體 201內(nèi)通入蒸汽，以形成一定的溫度和壓力的環(huán)境，并通過攪拌器202的攪拌使物料快速均勻地進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，以提升污泥物料的溫度，為進(jìn)行水熱反應(yīng)做好準(zhǔn)備。優(yōu)選地，蒸汽管203為環(huán)形管，其貼合反應(yīng)器罐體201的內(nèi)壁設(shè)置。蒸汽管表面具有多個用于向反應(yīng)器罐體201內(nèi)通入蒸汽的氣孔。為了避免污泥物料堵塞氣孔，該氣孔可沿蒸汽管203的底部等間隔設(shè)置。圖3為本發(fā)明的漿化反應(yīng)器的蒸汽管的一個實施例的截面圖。如圖3所示，蒸汽管203的底部可具有兩排氣孔301，每排氣孔301與蒸汽管底部的中心302之間的角度差為 30°。進(jìn)一步地，為了防止污泥堵塞蒸汽管203，蒸汽管203可進(jìn)一步設(shè)置多個用于排放管內(nèi)污泥的排污口(未示出)。優(yōu)選地，為了控制污泥物料的溫度，使反應(yīng)在合適的溫度和壓力下進(jìn)行，本發(fā)明的漿化反應(yīng)器進(jìn)一步包括多個位于不同位置處的溫度監(jiān)控器209，從而根據(jù)反應(yīng)器罐體201 內(nèi)的物料溫度調(diào)整蒸汽管203的通氣量、以及攪拌器202的攪拌速度。圖4是本發(fā)明的漿化反應(yīng)器的攪拌器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，攪拌器202包括電機(jī)401和由電機(jī)401驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的攪拌槳葉402。由于污泥物料的粘度較大，為膠狀半固態(tài)，因此流動性較差，為了能夠?qū)崿F(xiàn)均質(zhì)污泥物料的目的，攪拌器202的攪拌槳葉分為上下兩個部分，其包括攪拌錨框421和位于攪拌錨框421上方的多個攪拌框422。其中，攪拌錨框421可伸入至封頭207內(nèi)，其外緣與封頭207的內(nèi)表面的曲線對應(yīng)，以帶動封頭207內(nèi)的物料流動，同時避免形成攪拌盲區(qū)。位于攪拌錨框421上方的攪拌框422可采用槳葉或方框的形式，多個攪拌框422進(jìn)行組合，以利于物料的均勻混合及受熱。輸入至反應(yīng)器罐體201內(nèi)的物料先落入封頭207內(nèi)，封頭207內(nèi)的物料經(jīng)過攪拌錨框421的帶動攪拌，能夠?qū)崿F(xiàn)物料的均勻混合及受熱，避免形成攪拌盲區(qū)。而隨著物料的不斷輸入物料液面上升至攪拌框422處，多個不同尺寸的攪拌框422的組合即可實現(xiàn)反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料都能進(jìn)行均勻的混合和受熱。當(dāng)反應(yīng)器罐體201內(nèi)的物料溫度已達(dá)到反應(yīng)條件時，物料即可通過物料出口 205輸出至水熱反應(yīng)器。為了避免物料出口 205出現(xiàn)絮狀物料堆積而形成堵塞，物料出口 205的管徑應(yīng)盡量大，以保證出料的暢通，即物料出口 205的直徑應(yīng)大于物料入口 204的直徑。優(yōu)選地，物料出口 205的管徑可比物料入口 204的直徑大一至兩個等級。例如物料入口 204的管徑為 DN50，那么物料出口 205管徑高出一至兩個等級，取為DN65或者DN80。優(yōu)選地，為了實現(xiàn)物料的充分混合、均勻受熱的目的，攪拌器202的電機(jī)采用變頻調(diào)速電機(jī)，且可設(shè)置為工作在較低轉(zhuǎn)速。進(jìn)一步地，為了避免出現(xiàn)物料流掛現(xiàn)象，反應(yīng)器罐體201的內(nèi)表面和攪拌器202的外表面均需要進(jìn)行拋光處理，且其材料應(yīng)根據(jù)物料特性選擇為具有耐腐蝕性和耐磨損的材料。本發(fā)明的污泥水熱干化處理裝置的漿化反應(yīng)器針對物料粘度大的特點，增加了先攪拌、通入蒸汽預(yù)熱的功能，不僅避免在反應(yīng)器罐體內(nèi)出現(xiàn)攪拌盲區(qū)、發(fā)生物料堆積的現(xiàn)象，而且使物料在反應(yīng)器罐體內(nèi)實現(xiàn)充分的預(yù)熱、攪拌，以達(dá)到漿化的目的。通過向反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽，以形成一定的溫度和壓力的環(huán)境，并通過攪拌器的攪拌使物料快速均勻地進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，以提升污泥物料的溫度，為進(jìn)行水熱反應(yīng)做好準(zhǔn)備。通過使用本發(fā)明的漿化反應(yīng)器，能夠解決現(xiàn)有的污泥干化處理的物料連續(xù)性差的問題，有利于提高污泥水熱干化的效率和質(zhì)量。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
10
權(quán)利要求
1.一種污泥水熱干化處理裝置，其特征在于，包括順序連接的均質(zhì)反應(yīng)器、漿化反應(yīng)器、水熱反應(yīng)器和閃蒸反應(yīng)器；所述均質(zhì)反應(yīng)器包括第一反應(yīng)器罐體和伸入至第一反應(yīng)器罐體內(nèi)的第一攪拌器，自第一反應(yīng)器罐體底部的第一物料入口輸入至第一反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料經(jīng)第一攪拌器切碎并攪拌均勻后、自第一反應(yīng)器罐體上部的第一物料出口輸出至漿化反應(yīng)器；所述漿化反應(yīng)器包括第二反應(yīng)器罐體、伸入至第二反應(yīng)器罐體內(nèi)的第二攪拌器、以及可向第二反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的第一蒸汽管，自第二反應(yīng)器罐體上部的第二物料入口輸入至第二反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料由第一蒸汽管通入的蒸汽均勻預(yù)熱，并通過第二攪拌器攪拌均勻后、自第二反應(yīng)器罐體下部的第二物料出口輸出至水熱反應(yīng)器；所述水熱反應(yīng)器包括第三反應(yīng)器罐體、伸入至第三反應(yīng)器罐體內(nèi)的第三攪拌器、以及可向第三反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的第二蒸汽管，自第三反應(yīng)器罐體上部的第三物料入口輸入至第三反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料由第二蒸汽管通入的蒸汽均勻加熱加壓、發(fā)生水熱反應(yīng)，并通過第三攪拌器攪拌均勻后、自第三反應(yīng)器罐體下部的第三物料出口輸出至閃蒸反應(yīng)器；所述閃蒸反應(yīng)器包括第四反應(yīng)器罐體、以及與第四反應(yīng)器罐體連通的蒸汽回收管，第四反應(yīng)器罐體儲存物料，并將該物料內(nèi)的蒸汽通過蒸汽回收管回流至漿化反應(yīng)器和/或水熱反應(yīng)器，第四反應(yīng)器罐體的上部具有第四物料入口，下部具有第四物料出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥水熱干化處理裝置，其特征在于，所述第二反應(yīng)器罐體的第二物料入口設(shè)置于第二反應(yīng)器罐體的側(cè)壁的上部，所述第二物料入口鄰近所述第二反應(yīng)器罐體的頂部，第二物料出口設(shè)置于第二反應(yīng)器罐體的底部， 所述第二物料出口與第三反應(yīng)器罐體的入口連通，所述第二反應(yīng)器罐體架設(shè)在支撐裙座上，所述第二攪拌器伸入至反應(yīng)器罐體內(nèi)部攪拌第二反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料，所述第一蒸汽管設(shè)置于所述第二反應(yīng)器罐體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污泥水熱干化處理裝置，其特征在于，所述第二反應(yīng)器罐體的底部通過封頭密封，所述第二物料出口設(shè)置于所述封頭上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的污泥水熱干化處理裝置，其特征在于，所述第一蒸汽管為環(huán)形管，其貼合所述第二反應(yīng)器罐體的內(nèi)壁設(shè)置，所述第一蒸汽管表面具有多個用于向第二反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的氣孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污泥水熱干化處理裝置，其特征在于，所述多個氣孔沿所述第一蒸汽管的底部等間隔設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污泥水熱干化處理裝置，其特征在于，所述第一蒸汽管的底部具有兩排氣孔，每排氣孔與所述第一蒸汽管底部的中心之間的角度差為30°。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污泥水熱干化處理裝置，其特征在于，所述第二攪拌器包括電機(jī)和由該電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的攪拌槳葉，所述攪拌槳葉包括攪拌錨框和位于所述攪拌底框上方的多個攪拌框。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污泥水熱干化處理裝置，其特征在于，所述攪拌底框的外緣與所述封頭的內(nèi)表面對應(yīng)。
9.一種污泥水熱干化處理裝置的漿化反應(yīng)器，所述污泥水熱干化處理裝置包括順序連接的均質(zhì)反應(yīng)器、漿化反應(yīng)器、水熱反應(yīng)器和閃蒸反應(yīng)器， 其特征在于，所述漿化反應(yīng)器包括反應(yīng)器罐體、攪拌器和用于向所述反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的蒸汽管，所述反應(yīng)器罐體的物料入口設(shè)置于反應(yīng)器罐體的側(cè)壁的上部，物料出口設(shè)置于反應(yīng)器罐體的底部，所述物料出口與所述污泥水熱干化處理裝置的水熱反應(yīng)器的物料入口連通， 所述反應(yīng)器罐體架設(shè)在支撐裙座上，所述攪拌器伸入至反應(yīng)器罐體內(nèi)部攪拌反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料， 所述蒸汽管設(shè)置于所述反應(yīng)器罐體內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的污泥水熱干化處理裝置的漿化反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器罐體的底部通過封頭密封，所述物料出口設(shè)置于所述封頭上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的污泥水熱干化處理裝置的漿化反應(yīng)器，其特征在于，所述蒸汽管為環(huán)形管，其貼合所述反應(yīng)器罐體的內(nèi)壁設(shè)置，所述蒸汽管表面具有多個用于向反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的氣孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的污泥水熱干化處理裝置的漿化反應(yīng)器，其特征在于，所述多個氣孔沿所述蒸汽管的底部等間隔設(shè)置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的污泥水熱干化處理裝置的漿化反應(yīng)器，其特征在于，所述蒸汽管的底部具有兩排氣孔，每排氣孔與所述蒸汽管底部的中心之間的角度差為30°。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的污泥水熱干化處理裝置的漿化反應(yīng)器，其特征在于，所述攪拌器自反應(yīng)器罐體的頂部伸入至反應(yīng)器罐體內(nèi)，所述攪拌器包括電機(jī)和由該電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的攪拌槳葉，所述攪拌槳葉包括攪拌錨框和位于所述攪拌底框上方的多個攪拌框。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的污泥水熱干化處理裝置的均質(zhì)反應(yīng)器，其特征在于，所述攪拌錨框伸入至所述封頭內(nèi)，其外緣與所述封頭的內(nèi)表面對應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種污泥水熱干化處理裝置及其漿化反應(yīng)器，污泥水熱干化處理裝置包括順序連接的均質(zhì)反應(yīng)器、漿化反應(yīng)器、水熱反應(yīng)器和閃蒸反應(yīng)器。均質(zhì)反應(yīng)器切碎并攪拌物料，然后將輸入至漿化反應(yīng)器進(jìn)行均勻預(yù)熱，預(yù)熱后的物料在水熱反應(yīng)器中進(jìn)行水熱反應(yīng)，然后儲存在閃蒸反應(yīng)器中，閃蒸反應(yīng)器回收的蒸汽可通入漿化反應(yīng)器和/或水熱反應(yīng)器中。本發(fā)明的污泥水熱干化處理裝置在一定溫度和壓力下，將污泥中的粘性有機(jī)物水解，破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu)，促使束縛水和固體顆粒分離。本發(fā)明的漿化反應(yīng)器能夠均勻攪拌物料并進(jìn)行預(yù)熱，從而保證污泥水熱干化處理無間斷地進(jìn)行。
文檔編號C02F11/12GK102557384SQ201110446980
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者劉傳斌, 勾宏圖, 唐激揚(yáng), 荀銳, 陳立剛 申請人:北京科力丹迪技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司